Магазин сопротивления

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона воспроизведения . Магазин сопротивления содержит повторители 1 и 2 напряжения, управляемый мультирезистор 3, управляемый делитель 4 напряжения, переключатели 5.1-5.П, пассивный магазин сопротивления (ПМС) 6 к блок управления (БУ) 9. Магааин сопротивлений работает в трех поддиапазонах: для воспроизведения низкоомных, среднеомных и высокоомных сойротивлений. БУ 9 осуществляет з тановку масштабапоказателя степени р в десятичной системе счисления и мантиссы ft устанавливаемого значения сопротивления магазина-имитатора. Цель достигается введением переключателей 5, ПМС 6, состоящего из декад 7.1-7.П и ВУ 9, Устр-во по п.п.2 и 3 ф-лы отличается вьшолнением БУ 9 и декад 7.1-7.п. 2 3.п.ф-лы, 3 ил. с (Л

союз совЕтсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11) 4 G 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4094148/.24-09 (22) 15.05.86 (46) 30.06.88, Бюл. У 24 (71) Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) Р.Н.Огирко, .Я.В.Пацарнюк, Е.И.1Пморгун, В.АЛцук и А.M.×åðíoâ (53) 621.316.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 924615, кл. G 01 R 27/00, 1979. (54). МАГАЗИН СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобре- тения — расширение диапазона воспроизведения. Магазин сопротивления содержит повторители 1 и 2 напряжения, управляемый мультирезистор 3, управ„„SU„„1406516 A 1 ляемый делитель 4 напряжения, переключатели 5.1 -5.п, пассивный магазин сопротивления (ПМС) 6 и блок управления (БУ) 9. Магазин сопротивлений работает в трех поддиапаэонах: для воспроизведения низкоомных,. среднеомных и высокоомных сопротивлений.

БУ 9 осуществляет установку масштабапоказателя степени р в десятичной системе счисления и мантиссы р устанавливаемого значения сопротивления магазина-имитатора. Цель достигается введением переключателей 5, ПМС 6, состоящего из декад 7.1-7.п и BY 9.

Устр-во по п.п.2 и 3 ф-лы отличается выполнением БУ 9 и декад 7.1-7.п.

2 з.п.ф-.лы, 3 ил.

1406516

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве широко-диапазонной прецизионной многозначной ме5 ры электрического сопротивления системного назначения.

Цель изобретения — расширение диапазона воспроизведения. . На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого магазина сопротивления; на фиг.2 структурная электрическая схема бло, ка управления; на фиг.3 " структур! ная электрическая схема одной из де- !5 кад пассивного магазина сопротивления.

Магазин сопротивления содержит первый и второй повторители 1 и 2 напряжения, управляемый мультирезис- 20 тор 3, управляемый делитель 4 напря-. жения, n+I переключателей 5„,5

5„, 5 „„, пассивный магазин 6 сопротивления,. содержащий и декад 7»

7,..., 7, входные зажимы 8 и 8, блок 25

9 управления содержит регистр 10 ввода, многовходовые элементы ИЛИ 11,, 11g 11, (н+1) буферных регистров

12,, 12,...,12„, дешифратор 13, де :када 14 пассивного магазина сопротив- 30 ления содержит девять резисторов 15,, ;15,...,15, девять ключевых элементов 16„, 16,...,16>, дополнительный дешифратор 17.

Магазин сопротивления работает 35 следующим образом.

С помощью блока 9 управления (БУ) осуществляют установку масштаба — поКазателя степени р в десятичной сис геме счисления и мантиссы р уста- 40 навливаемого значения сопротивления

Магазина — имитатора. При этом команду установки (УМ) степени р передают из БУ 9 по выходам адреса управляемого мультирезистора 3 и по вы- 45 ходам адреса пассивного магазина сойротивления (ПМС) 6, а команду уста" йовки мантиссы p — - по выходам данных управляемого делителя 4 напряжения (УДН) и по выходам данных пассивного 50 .магазина 6 сопротивления (ПМС).

Предлагаемый магазин сопротивлеНия служит для воспроизведения низкоомных (р ш), среднеомных (m а р . m+

+1-1) и высокоомных (р 7j m+1) сопротивлений.

Рассмотрим работу устройства в каждом из указанных поддиапазонов.

При воспроизведении сопротивления (фиг,1) в низкоомном диапазоне р (m

БУ 9 устанавливают границы посредством подключения соответствующего масштабу р резистора в УМ 3, соединяют неинвертирующий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 напряжения через переключатель 5 с выходом устройства и отключает выходы декад IIMC 6 от неинвертирующего входа и средней точки источников питания второго повторителя

2 напряжения. Мантиссу р БУ 9 передает только в УДН 4 через, выходы данных УДН.

БУ 9 (фиг.2) в этом случае работает следующим образом.

С регистра 10 ввода (PB) сигнал адреса поступает на дешифратор (ДШ)

13, а сигнап данных на входы всех буферных регистров (БР) 12„...,,12;,, Сигналы с выходов ДШ 13 от первого до (m-1)-го непосредственно, а с ш-го выхода через второй элемент ИЛИ 11 подают в соответствующие линии адреса УМ 3, включая тем самым в УМ оо3 необходимый при данной степени р воспроизводимого значения сопротивления резистор. Значение сопротивления этого резистора возрастает с ростом степени р. Сигнал, поступивший с выхода первого элемента ИЛИ 11 в одну из линий адреса ПМС 6, подают на первый переключатель 5, и переводят его левый (фиг.l) вывод в правое положение, а правый вывод в левое положение, тем самым подключают неинвертирующий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 к второму входу устройства.

Остальные переключатели 5,...,5 +, переводят в такое положение: левые выводы в левое, а правые в правое (фиг.1) положение. Сигнал, появляющийся на любом из выходов от первого до m-ro ДШ 13> через первый элемент

ИЛИ 11 разрешает работу первого БР

12„, т.е. передачу когда с его входа на выход, далее через шину данных

УДН 4 непосредственно в УДН 4. На остальные БР 12,...,12 „„подают запрещающий их работу сигйал. B качестве БР применяют шинные формирователи с тремя состояниями.

Код в УДН 4 преобразуют в обратный и тем самым устанавливают коэффициент передачи УДН 4 равным 1- .

Через выходы магазина сопротивления

1406516 пропускают ток I и создают на сопро-. тивлении R; включенного резистора

УИ 3 падение напряжения I„R o;, где

ii 2,...,m. С помощью первого повторителя 1 напряжения, включенного по схеме повторителя на операционном усилителе с гальванически развязанными цепями питания, это напряжение подают на вход УДН 4, который пере-. дает его на свой выход с коэффициентом передачи 1-p âòoðoé повторитель, включенный также по схеме повторителя напряжения на операционном усилителе с гальванически развязанными цепями питания, передает выходное напряжение УДН 4, равное (1-р) I„R„,на свои выходные зажимы: средняя точка источников питания и выход второго повторителя 2 напряжения. Падение напряжения 11 между входами магазина сопротивления равно алгебраической сумме напряжения I R о, и выходного напряжения второго повторителя 2 напряжения. 25

П м -IxRO — I„RD» (1-й)= Р1к Rol (1) а имитируемое магазином сопротивление RA, равно ,„Р . (2)

11м

М z 01 к

Переходное сопротивление контактов переключателя 5 „ а также сопротивление соединительных проводов между неинвертирующим входом и средней

35 точкой источников питания второго повторителя 2 напряжения не влияет на воспроизводимое значение сопротивления, поскольку в цепи между неинвертирующим входом и соответствую- 4О щим входом магазина сопротивления не протекают токи и не создают в.ней падение напряжения, а второй повторитель 2 напряжения как усилитель с практически бесконечно большим коэффи-4

У

45 циентом усиления обеспечивает равенство потенциалов своих входов относительно выхода (точки соединения выходов первого и второго повторителей

1 и 2 напряжения и общей шины УДН 4)

Таким образом, потенциал этого входа будет равен потенциалу инвертирующего входа второго повторителя 2 напряжения и, следовательно, сопротивления между неинвертирующим входом и входом устройства, а также средней точкой источников питания второго повторителя напряжения и входом не будут вносить дополнительной погрешностй в магазине сопротивления при воспроизведении низкоомных сопротивлений.

При воспроизведении среднеомных

1 сопротивлений m c р.g m+1-1 блок 9 управления подключает в УИ 3 резистор с максимальным сопротивлением.

Это обеспечивают (фиг.2) подачей сигнала с любого от m+1-ro до (m+1-1)-ro

Ъ выхода ДШ 13 через второй элемент

KIH I 1 и через линию шины адреса УИ, соединенную с выходом второго элемента ИЛИ 11,íà соответствующий ключ

УИ 3. Сигналы с выхода ДШ 13 от (m+1) до (m+1-1)-го подают на переключатели 5, при этом сигнал от (m+1)-го выхода подают на переключатель 5 и т,д. до появления сигнала с (ш+1)-го выхода ДШ 13. Поскольку на выходах 1-ш ДШ 13 в этом поддиапазоне нет сигнала, то на выходе первого элемента ИЛИ ll будет сигнал, запрещающий работу первого БР 12 который также производит коммутацию первого переключателя 5, в положение, при котором левь и вывод находится в левом, а правый в правом (фиг.l) положении. Подача сигнала на любой из переключателей 5 . устанавливает его в такое положение, при котором левый вывод находится в правом, а правый вывод в левом (фиг.l) положении.

Если сигнал подан, например, на переключатель 5, то он тем самым соединяет неинвертирующий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 налряжения между собой, и с одним выводом первой декады ПИС 6, второй вывод которой подключен к второму входу, Остальные переключатели устанавливают в положение, аналогичное переключателю 5 . Таким образом, подача сигнала на любой из переключателей 5, приводит к соединению неинвертирующего входа и средней точки источников питания второго повторителя 2 напряжения. между собой и подключению их к выходам соответствующей от первой до (1-1)-й декад

IlNC 6.

Сигналом, появляющимся на выходах от (m+1)-го до (m+1-1)-го ДШ 13 (фиг.2), разрешают работу БР от второго 12< до 12 1-го. При этом код ч. данных переписывают с входов на выход соответствующего регистра. Разряды 1,...,1 кода р следующим образом распределяют между УДН 4 и ПМС: с выхода второго БР 12 старший разряд

) 1406516 6 кода р данных через одну из линий шины данных IIMC подают на первую декаду

7 ПМС 6 и устанавливают в ней соответствующее значение сопротивления, 5 остальные (1-1)-младшие разряды кода p через шину данных УДН 4 подают в

УДН 4, где находят обратный код и ус. танавливают в УДН 4 коэффициент деле:ния, соответствующий этому коду, с I0, выхода третьего БР 12З два старшие

I ,разряда кода ц подают на первую и вторую декады 7„ и ? IIMC 6 (самый

,старший на вторую) и устанавливают в них соответствующее значение со- 15 противления, остальные (1-2)- разряды подают в УДН 4, где находят обрат,ный код и устанавливают в УДН 4 coIответствующий коэффициент деления, с

:выхода каждого последующего БР на 20 один старший разряд больше подают в ,ПМС 6, остальные в УДН 4, с выхода

,1-ro БР (1-1) старший разряд переда1ют s ПМС 6 и устанавливают в декадах !

ov первой 7,„ до (1-1)-й соответствую- 25

1 щие значения сопротивления последФ ний младший разряд подают в УДН 4.

Через входы магазина сопротивления тропускают ток и получают падение наттряжения 30

Е-т

- "и 1„&n К1+, rх,Rмакс -1 тcf I

Я 1

" К макс (1 х) =1к

)с!

R Aloof ffñ {3)

« де.i = 1,2,...,-1 — текущий номер включенной декады;

n ° - количество резисторов кото-.

Р рые не зашунтированы ключе- 40 выми элементами в каждой декаде1

R - значение единичного сопроJ тивления в каждой декаде;

К „„- максимальное сопротивление 45

УМ 3; х — код остальных разрядов 1-т мантиссы р, а имитируемое магазином сопротивление К,. равно 50

iI -1

К„ — n; К R х {4)

) -1

При воспроизведении высокоомных сопротивлений п v,(m+1) 9 БУ устанавх«ивает нулевое значение сопротивления УМ 3. Это обеспечивают путем.по Дачи сигнала с любого от (m+1)-ro до . (m+n)-ro выхода ДШ 13 через третий элемент ИЛИ -11 и одну иэ соединенных с его выходом линий шины адреса УМ 3 на соответствующий ключ УМ 3. Сигналы с этих же выходов ДШ !3 подают на переключатели 5, причем с появлением сигнала на (m+1+i)-м выходе ДШ 13 переводят (1+1+i)-й переключатель в положение, при котором его левый вывод находится в правом,. а правый в левом (фиг.1) положении, остальные переключатели находятся в положении, при котором их левые выводы в левом, а правые в правом положении.

С появлением сигнала на (ш+1+1)-ом выходе ДШ 13 подают разрешающий его работу сигнал на {1+1+i)-й БР и переписывают код тт мантиссы с его входа на выход. Код р через шину данных

ПМС 6 подают на декады 7,...,7„ ПМС

6, причем старший разряд подают на (1+т.)-ю декаду, а младший на i-ю декаду. На остальные (n-1) декад ПМС 6 подают нулевой код, (что легко осуществить на переключающих реле), обе-. сточив и включив их нормально замкнутые контакты так, чтобы средние вы,воды находились в левом (фиг.3) по-. ! ложении. Предлагаемое устройство в этом случае используют как IIMC. Пропускают ток I „ через входы .магазина сопротивления. Падение напряжения на

УМ 3 равно нулю, поэтому.и выходные напряжения первого повторителя 1 напряжения УДН 4 и второго повторителя

2 напряжения также равны нулю. Ток

I создает падение напряжения на включенных декадах IIMC 6. Воспроизводимое магазином сопротивление R равно

Км-Х: и. R, (5)

/в1 где j I, 2 1 — текущий номер включенной декады,"

n - количество резисторов, которые не зашунтированы ключевыми элементами в каждой, декаде;

R — значение единичного сопротивJ ления в каждой декаде.

Выполнение декад на переключателях 16„,...,16 g (фиг.3) позволит значительно уменьшить влияние переходного сопротивления коммутирующих элементов на точность воспроизводимого сопротивления, поскольку при указанном подключении декадных резисторов к выходным зажимам ПМС, на точность воспроизводимого сопротивления влияет переходное сопротивление только

f одного коммутирующего элемента. Пред1406516

Формула изобретения

1. Магазин сопротивления, содержащий первый и второй повторители на- 10 пряжения, выполненные на операционных усилителях с источниками питания со средней точкой, между инвертирующим входом.и выходом первого повторителя напряжения включен управ- 15 ляемый мультирезистор, а между неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго повторителей напряжения включен управляемый делитель напряжения, отвод которого сое- 20 динен с объединенными выходами перво-. го и второго повторителеф напряжения, при этом инвертирующий вход первого повторителя напряжения является одним из входов магазина сопротивления, 25 отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизведения, введены пассивный магазин сопротивления, содержащий .п декад, n+1 переключателей и блок управления, 30 при этом первые входы всех переключателей объединены и подключены к неинвертирующему входу второго повторителя напряжения, вторые входы объеди- . нены и подключены к.средней точке ис- З5 точника питания второго повторителя напряжения, выход первого переключателя является другим входом магазина сопротивления и соединен с входом пассивного магазина сопротивления, 40 выходы остальных переключателей подключены к соответствующим выводам декад пассивного магазина сопротив ления, управляющие входы которых подклзочены к соответствующим выходам 45 данных пассивного магазина сопротивления блока управления, управляющие входы переключателей соединены с соответствующими выходами адреса пассивного магазина сопротивления блока 50 управления, управляющие входы управляемого делителя напряжения и управляемого мультирезистора соединены с соответствующими выходами данных управляемого делителя напряжения и уп-.

I равляемого мультирезистора блока уп- .. равления.

2. Магазин сопротивления по п.l, отличающийся тем, что лагаемое устройство позволит повысить точность воспроизведения сопротивления по сравнению с традиционными программно-управляемыми магази5 нами сопротивления ° блок управления выполнен на регистре ввода, дешифраторе, трех многовходовых элементах ИЛИ и и+1 буферных ре" гистрах при этом вход регистра ввода является входом блока управления, выход данных регистров, выхода адреса регистра. ввода соединены с входом дешифратора, первые ш выходов которого подключены к входам первого элемента ИЛИ, 1 выходов с m-ro и (ш+1-1)-й — к входам второго элемента

ИЛИ, остальные и-1+1 выходов с

{ш+1)-го по (ш+и)-й — к входам третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с. управляющим входом первого буферного регистра и является выходом адреса пассивного магазина сопротивления, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходом адреса управляемого мультирезистора, выходы с первого по (m-1)-й дешифратора также являются выходом адреса управляемого мультчерезистора, выходы дешифратора с (m+1} -ro до (ш+п}-ro подключены к .управляющим входам, начиная с второго до (n+1)-ro буферного регистра и являются выходами адреса пассивноГо ма.газина сопротивления; 1 выходов первого буферного регистра являются выходами данных управляемого делителя напряжения, 1-i+I выходов каждого последующего буферного регистра являются выходами данных управляемого делителя напряжения, à. i-1 выходов являются выходами данных пассивного магазина сопротивления, где i — номер буферного регистра, 1 — количество включенных разрядов магазина пассивного сопротивления, m - "количество резисторов в управляемом мультирезисторе.

3. Магазин сопротивления по ц.1, отличающийся тем, что каждая декада пассивного магазина сопротивления состоит из девяти резисторов, девяти ключевых элементов, дополнительного дешифратора, причем резисторы соединены между собой последовательно, а первый вывод первого резистора является входом декады, второй вывод девятого резистора явлФется выходом декады, входы ключевых элементов соединены и являются входом декады, а выход каждого ключевого элемента соединен с выходом соответствующего резистора, при этом управляющие входы ключевых элементов

1406516

1О подсоединены к выходу дополнительного дешифратора, вход которого является выходом данных пассивного магаэина сопротивления.

1406516

Составитель Н.Дубровская

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Редактор )О.Середа

Заказ 3188/4) Тиралс 772

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4